Одним из наиболее подходящих вариантов вооружения танков серии ИС явилось орудие, специально предназначенное для борьбы с новыми немецкими танками, разработанное артиллерийским конструктором Ф. Ф. Петровым. Так же как котинцы, артиллерийские конструкторы шли по пути сокращения времени на проектирование, используя в новом танке хорошо зарекомендовавшие себя узлы предшествующей модели. Рассказывая об этой работе, Ф. Ф. Петров вспоминал, как он взял 122-мм корпусную пушку, наложил ее ствол на лафет полевого орудия, использовав короткую люльку и противооткатные устройства от опытной 122-мм танковой гаубицы.
У первого опытного образца пушки конструкции Ф. Ф. Петрова, изготовленной в ноябре 1943 г., получившей марку Д-25, имелся поршневой затвор, как на корпусной пушке. Позднее для танкового ее варианта был разработан клиновой полуавтоматический затвор. Для гашения энергии отката на несколько укороченном стволе пушки был применен дульный тормоз. Необходимость этого вызывалась тем, что дульная энергия 122-мм пушки более чем в два раза превышала дульную энергию 85-мм пушки, и это обстоятельство весьма осложняло применение ее в танках.
«Вопрос о повышении огневой мощи тяжелого танка стоял на повестке дня, — вспоминает один из ближайших сподвижников Ж. Я. Котина А. С. Шнейдман, — и выбор орудия был далеко не легким делом, ибо желаемые мощностные показатели всегда находились в противоречии с габаритными и весовыми возможностями танка. Мне кажется, что мысль о выборе оптимальных показателей артиллерийского вооружения тяжелого танка никогда не давала покоя главному конструктору. Эти настроения и мечты Ж. Я. Котина мне, как руководителю группы вооружения, были известны лучше других. Он неоднократно возвращался к вопросу вооружения, ради которого и существуют грозные машины, именуемые тяжелыми танками.
Калибр 122 миллиметра — после длительного поиска, многих анализов, а иногда и колебаний — был принят Ж. Я. Котиным, как говорится, за основу. Оставалось теперь корпусную пушку этого калибра превратить в танковую, полностью подчинив ее специфическим требованиям боевой машины. Конструкторы-артиллеристы под руководством Ф. Ф. Петрова горячо взялись за работу. Мощная танковая пушка Д-25, повышенная броневая защита новой машины, надежная силовая установка обеспечили танку все необходимые боевые качества. Машина получилась именно такая, о которой так долго мечтал наш главный конструктор…»
О ходе проводившихся исследований по установке мощного орудия в башне нового танка Ж. Я. Котин рассказал заместителю Председателя Совета Народных Комиссаров СССР В. А. Малышеву. Как опытный инженер, Вячеслав Александрович мгновенно оценил происходящее и не медля доложил о новшестве Председателю Государственного Комитета Обороны. Выслушав его, И. В. Сталин заметил, что «осуществление этого мероприятия намного опередит события», что явилось ощутимой поддержкой смелого начинания конструкторов.